CN202098537U - 一种双浮体t型浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及船舶导航设备领域，具体说是一种双浮体T型浮标。它包括由设备平台和标管组成的T型构架，设备平台上设有灯架，灯架上端安装有顶标、航标灯，标管下端设有配重；所述的T型构架从上至下依次装配有储备浮体、承载翼板、主浮体、下盖板和定位环；标管为圆柱状，它与承载翼板、主浮体、下盖板安装部分的直径小于其与储备浮体装配部分的直径；所述的储备浮体和主浮体开有与装配处标管直径相匹配的中心孔，承载翼板、下盖板与标管固定连接，定位环与标管螺纹连接。

Description

一种双浮体T型浮标

技术领域

本实用新型涉及船舶导航设备领域，具体说是一种双浮体T型浮标。 

背景技术

浮标是一种引导船舶安全航行的重要助航设施。自十九世纪以来，浮标的结构和材料经历了以钢质浮标为代表的传统浮标；以玻璃钢等高分子化学材料为代表的新型浮标；以提高导航精度、可靠性、可维护性、使用寿命和材料循环使用为主要标志的新概念浮标，浮标的改进和发展是随着近代科技的进步而发展的。 

就浮标的主体材料而言，以钢材为主要结构材料的传统浮标，由于钢材的机械强度高、易加工、价格低等显著优点，到目前为止仍在广泛使用。但钢铁因锈蚀易造成标体失效、密度高导致浮标重量大运输不方便，也是其明显的缺点。以玻璃钢为结构材料的新型浮标重量轻、耐腐蚀，与钢质浮标相比具有明显的性能优势。但其材料价格高、抗冲能力较弱也是影响其发展的制约因素。针对以上不足进行改进的新概念浮标，主要针对标体的材料性能、重量、耐腐蚀性、抗冲击性以及浮标的导航功能和管理控制等方面提出创新。由于各种新材料性能的局限性、制造工艺和价格等因素的影响，目前投入使用的较少。 

就浮标的主体结构而言，到目前为止其实质性的改进很小。根据物理学基本定律，物体要漂浮于水面，其排水体积的重量一定要大于自身重量。使用密度大于水的钢材、玻璃钢等材料制造大排水量(直径大于1.2米)的浮标时，通常采用设置浮力箱以增大排水量的方案，这就是常见的Φ型(浮力箱+中心管)结构浮标。为了提高工作的可靠性，浮标必须具有一定的储备浮力，一般采用的解决方法是增大浮力箱体积，由于Φ型浮标使用的空气浮力箱或充填泡沫塑料的浮力箱，在受到腐蚀、碰撞等原因进水后，会导致浮力部分或全部丧失，从而造成浮标失效或沉没。到目前为止，不论是传统浮标还是新型浮标，甚至包括很多新概念性浮标，都没有跳出采用“浮力箱+中心管”这一设计思路。所称的“改进”一般是围绕着浮标浮体表面的增强、防腐、防撞击性改进以及填充泡沫增加 抗沉性等方面性能的改变。有些新概念浮标虽然采用了新型材料，因仍采用Φ型结构的设计理念，其整体刚度、抗沉性、浮体重心、工艺难度和性价比尚有一定缺憾。 

中国专利授权公告号CN 2683519Y，公开了一种《弹性体灯浮标》，其“浮体由弹性泡沫内芯和包覆其表面的弹性铠甲组成”，“上盖板与下托板由中心管和连接杆连为一体”，它具有“耐冲击、耐腐蚀等优点”。为了提高“耐冲击”性，将浮筒的外蒙皮改为弹性铠甲和置于其内沿圆周均布的一排连接杆，其主结构仍属于一种变形的Φ型结构浮标。这种灯浮标上弹性浮体的浮力要通过上盖板传递到主结构，由于弹性浮体的水下部分，长期处于水压的交变载荷而产生脉动形变，这将会造成它与主结构连接整体性的失效，连接失效的进一步发展将使浮体水下部分受到破坏，进而整个浮体也将失效，这会造成维护费用的增大，如果破坏的更严重，将造成浮标的沉没。 

美国、日本公司研制的可分解式聚乙烯新概念灯浮标，最大直径5m，浮筒采用分片注模压制成型，望板可分解拆卸，解决了老式一体化浮标储存、运输的难题。这种Φ型结构的塑料浮标，就目前的设备生产能力和经济发展水平而言，推广应用尚有难度。 

综上所述，采用Φ型结构的浮标，无论单独或联合采用何种结构材料，都很难同时满足浮标对材料的机械性能、耐腐蚀性、密度、工艺难度以及使用寿命、经济性、可回收再利用等多种性能的综合要求。 

因此，现有技术存在的以下不足：结构设计存在缺陷，没有充分利用材料特性，局部易腐蚀、重量高、稳性变化大、抗沉能力差、工作可靠性低、使用周期短、成本高，适应性和综合导航能力低。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种双浮体T型浮标，它结构稳固、稳性好、运行可靠、耐腐蚀、重量轻、抗沉性好、易于生产和装配、使用周期长、成本低、具有综合导航能力。 

实现本实用新型目的的技术方案： 

一种双浮体T型浮标，包括由设备平台和标管组成的T型构架，设备平台 上设有灯架，灯架上端安装有顶标、航标灯，标管下端设有配重；所述的T型构架从上至下依次装配有储备浮体、承载翼板、主浮体、下盖板和定位环；标管为圆柱状，它与承载翼板、主浮体、下盖板安装部分的直径小于其与储备浮体装配部分的直径；所述的储备浮体和主浮体开有与装配处标管直径相匹配的中心孔，承载翼板、下盖板与标管固定连接，定位环与标管螺纹连接。 

如上所说的一种双浮体T型浮标，储备浮体为环状独立构件，采用模具成型，包括高弹性浮体和在模具表面形成的高韧性结皮保护层；储备浮体上表面开有定位槽。 

如上所说的一种双浮体T型浮标，主浮体为环状独立构件，采用模具成型，包括高弹性浮体和在模具表面形成的高韧性结皮保护层；主浮体上、下表面均具有定位槽，其中心孔直径小于储备浮体的中心孔直径。 

如上所说的一种双浮体T型浮标，主浮体与储备浮体的外径范围为1.2～3.6m，主浮体与储备浮体的体积比范围为1.15～1.30∶1。 

如上所说的一种双浮体T型浮标，设备平台上装有灯架、设备控制箱；所说的灯架上安装有太阳能电池、雷达反射器；所说的标管内设有海水电池；所说的设备控制箱装有遥控锁具、蓄电池组、船舶自动识别系统、全球定位系统和遥测遥控系统。 

本实用新型的效果在于： 

1、装配后的承载翼板与标管构成了T型结构，加上由设备平台和标管组成的T型构架，形成了双T型构架的主体结构，即将两个抗冲击性良好的独立弹性浮体——储备浮体和主浮体安装在T型构架上，类似于人体穿上了二个救生圈，从而形成一种的全新的浮标结构。这种结构合理的利用了材料的特性，浮心高于其重心，具有很高的扶正力矩，因而具有良好的稳性，保证了浮标的使用功能。 

2、由于双T性构架仅由标管、设备平台和承载翼板三个主要构件，就实现了以往Φ型结构的承载功能，因此，具有结构简单的优点。 

3、储备浮体装配处的长度略小于储备浮体的厚度尺寸，标管与承载翼板、主浮体、下盖板安装部分的直径小于其与储备浮体安装部分的直径，在两个不 同直径的结合部形成一个轴肩，当旋转调节定位环时，通过螺纹结构压缩主浮体和储备浮体，可以提供相应的预紧力，并由承载翼板通过轴肩将主浮体的工作浮力传递给双T型构架。 

4、主浮体与储备浮体的体积比范围为1.15～1.30∶1，使主浮体在安装时被施以的预紧力为工作排水量的115～130％，储备浮体的预紧力为主浮体的15～20％，即主、储备浮体在双T型构架上被施以不同的预紧力，抵消了弹性浮体在工作压力下的变形量并提高了连接的可靠性，因此本实用新型具有结构简单、工作可靠和使用寿命长的特点。 

5、由于主浮体、储备浮体由结皮保护层和高弹性浮体组成，其内部高弹性浮体采用高分子材料与橡胶共混/聚物发泡形成，这种材料具有表观密度低、吸水率低、回弹性好等特点，结皮保护层具有良好的韧性，在承受撞击时起保护浮体的作用，故而本实用新型具有良好的浮力、抗沉性和抗冲击能力。 

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种双浮体T型浮标结构示意图； 

图2为图1中主浮体的结构示意图； 

图3为图1中储备浮体的结构示意图。 

图中：1.配重、2.标管、3定位环、4.主浮体、5.承载翼板、6.储备浮体、7.结皮保护层、8.高弹性浮体、9.T型构架、10.设备平台、11.太阳能电池、12.顶标、13.航标灯、14.雷达反射器、15.望板、16.灯架、17.起吊环、18.设备控制箱、20.锚链环、21.海水电池、22.下盖板。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。 

如图1所示，本实用新型实施例为一种浮体直径为2.4m的双浮体T型浮标，包括T型构架9、储备浮体6、承载翼板5、主浮体4、下盖板22、定位环3、灯架16、顶标12、航标灯13和配重1。T型构架9的上部为设备平台10，下部为标管2，其上依次装配着储备浮体6、承载翼板5、主浮体4、下盖板22和定位环3，装配后的承载翼板5与标管2形成了第二个T型结构，从而组成了双T型构架的主体结构。 

所说的标管2具有阶梯外径、螺纹及定位结构，其与储备浮体6装配处的长度略小于储备浮体6的厚度尺寸，本实施例中的其尺寸差为30mm；标管2与承载翼板5、主浮体4、下盖板22的安装部分的直径略小于装配储备浮体6的直径，两个直径在结合部形成一个轴肩，本实施例的轴间宽度为25mm，直径差50mm。承载翼板5牢固安装在标管2上规定的位置，其安装限位为水线上5～10cm。定位环3的内孔具有与标管2相配合的螺纹。装配时旋转调节定位环3，通过螺纹结构压缩主浮体4和储备浮体6，以提供相应的预紧力；主浮体4的预紧力的设定可以通过计算或实验测得，本实施例的预紧力为设计排水量的120％，储备浮体由于平时处于非工作状态，其预紧力可取主浮体的15～20％，设计时可提供一个压缩量。预紧力的作用是先提供一个预应力使得主浮体6压缩变形，以使主浮体在正常工作状态时可以抵消水的压力对自身的压缩，以降低压缩变形量；增加20％系数的目的是为了抵御风浪作用下浮标吃水变化所造成的交变载荷，以提高浮标的抗疲劳寿命；主浮体4的工作浮力由承载翼板5通过轴肩传递给双T型构架。标管2内设有海水电池21，标管2的下部装有调节浮标重心和吃水的配重1。设备平台10的上端设有起吊环17，下盖板22的下部设有锚链环20。 

本实用新型与现有浮标结构的不同点在于：储备浮体6、承载翼板5、主浮体4、盖板22、定位环3和T型构架9所组成的T型结构采用了将浮体和主结构分开的方式，改变了现有浮标采用的Φ型结构将结构件和提供浮力的浮筒合为一体而带来的缺陷。 

本实用新型的储备浮体6，是环状独立构件，如图2所示，采用模具成型，上表面具有定位槽，其中心孔直径与标管2相配合，其厚度与装配位置的长度相对应，它包括由高分子材料与橡胶共混/聚物发泡形成的高弹性浮体8和在模具表面形成的高韧性结皮保护层7。主浮体4与储备浮体6的外部结构相似，其上、下表面均具有定位槽，其中心孔小于储备浮体6的中心孔、且与标管2上的规定位置相配合，它的内部结构与储备浮体6相同。 

在本实用新型实施例中主浮体4、储备浮体6采用了高弹性EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)塑料与聚氨酯橡胶共混发泡成型，其表观密度为45～60kg/m³，体积回复率＞95％(试验载荷0.2kg/cm²，72小时)，吸水率＜0.2％(120小时)，结皮 保护层7的厚度为3.5～5mm，采用合成橡胶发泡模具整体成型。 

所说的设备平台10上装有灯架16、设备控制箱18、所说的灯架16上安装有太阳能电池11、顶标12、航标灯13、雷达反射器14、望板15、起吊环17；所说的设备控制箱18装有遥控锁具，其内部可安装蓄电池组，并可选装AIS(Automatic Identification System，船舶自动识别系统)、GPS(Global Position System，全球定位系统)、GSM遥测遥控系统使得浮标具有多重导航方式和管控功能。太阳能电池11、海水电池21、蓄电池组、控制器组成多方式供电系统。采用多种导航方式增强了浮标的导航功能，多方式供电系统保证了浮标的工作可靠性，遥测遥控功能提高了管理、维修的效率。 

本实用新型实施例的电池/设备控制箱18装有遥控锁具，使浮标具有一定的防止人为盗窃和破坏的能力。 

本实用新型实施例所述全部钢构件均采用防腐处理，其施工工艺视零部件的工况和使用条件有所不同，其中水下部分采用具有防止介壳类海生物依附生长功能的聚碳酸酯防腐涂料，水上部分钢构件采用了耐紫外线的防腐涂料。本实例所述主体部件均采用可循环利用材料制成，提高了环保性能。 

本实用新型所述双T型构架结构，适用于主浮体和储备浮体的外径为1.2～3.6m，主浮体与储备浮体的体积比为1.15～1.3∶1。若浮体尺寸超出此范围，可作相应的增强或结构改动，其使用条件为：抗风等级≤12级，使用温度：-40～60℃，使用深度＜50m。 

本实用新型应用于航标领域，具有良好的综合导航性能、工作可靠、操控方便、重量轻、结构稳固可靠，浮体耐腐蚀、抗冲击、抗沉性好，易于生产、装配和维修、使用周期长、总使用成本低、材料可循环利用等优点，可用于多种复杂海况。 

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (5)

1.一种双浮体T型浮标，其特征在于：包括由设备平台(10)和标管(2)组成的T型构架(9)，设备平台(10)上设有灯架(16)，灯架(16)上端安装有顶标(12)、航标灯(13)，标管(2)下端设有配重(1)；所述的T型构架(9)从上至下依次装配有储备浮体(6)、承载翼板(5)、主浮体(4)、下盖板(22)和定位环(3)；标管(2)为圆柱状，它与承载翼板(5)、主浮体(4)、下盖板(22)安装部分的直径小于其与储备浮体(6)装配部分的直径；所述的储备浮体(6)和主浮体(4)开有与装配处标管(2)直径相匹配的中心孔，承载翼板(5)、下盖板(22)与标管(2)固定连接，定位环(3)与标管(2)螺纹连接。

2.根据权利要求1所说的一种双浮体T型浮标，其特征在于：所述的储备浮体(6)为环状独立构件，采用模具成型，包括高弹性浮体(8)和在模具表面形成的高韧性结皮保护层(7)；储备浮体(6)上表面开有定位槽。

3.根据权利要求1所说的一种双浮体T型浮标，其特征在于：所述的主浮体(4)为环状独立构件，采用模具成型，包括高弹性浮体(8)和在模具表面形成的高韧性结皮保护层(7)；主浮体(4)上、下表面均具有定位槽，其中心孔直径小于储备浮体(6)的中心孔直径。

4.根据权利要求1所说的一种双浮体T型浮标，其特征在于：所说的主浮体(4)与储备浮体(6)的外径范围为1.2～3.6m，主浮体(4)与储备浮体(6)的体积比范围为1.15～1.30∶1。

5.根据权利要求1所说的一种双浮体T型浮标，其特征在于：所说的设备平台(10)上装有灯架(16)、设备控制箱(18)；所说的灯架(16)上安装有太阳能电池(11)、雷达反射器(14)；所说的标管(2)内设有海水电池(21)；所说的设备控制箱(18)装有遥控锁具、蓄电池组、船舶自动识别系统、全球定位系统和遥测遥控系统。 

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